摘要：建筑结构设计，是实现建筑实用性和安全性、实际工程实施的理论指导。将优化技术运用到建筑结构设计中，可以增强建筑的实用性、安全性，延长房屋使用寿命，保持建筑的美观，还节约了建设成本。本文笔者根据工作实践经验对建筑结构设计的优化方法及应用进行了分析探讨。
关键词：建筑，结构设计，优化方法
前言：
现阶段，我国的城市化进程速度越来越快，建筑行业规模越来越大，行业内市场竞争愈加激烈，各企业之间要想在竞争中占据优势，就必须不断提高企业工程质量，在工程质量、建筑功能和产品价格上都站在行业前列。因此，对建筑结构设计优化在企业工程实际中就显得十分重要。本文主要针对建筑结构设计优化的方法及应用进行分析，以期提高建筑工程质量，降低施工成本，为企业创造效益。
1建筑结构设计的优化方法重要性分析
近年来我国经济得到了快速发展，伴随而来的建筑行业也发生了革命性的发展。同时，人们对建筑物功能、外观与经济适用性也提出了更高的要求，这也就为房屋建筑结构的设计提供了广阔的发展空间。目前，我国房屋建设主要以高层建筑为主，这也为建筑结构设计带来了挑战，要想节约成本，就得通过对设计方案进行优化，寻找最优的设计方案。房屋建筑结构优化在建筑结构设计中具有较高的优势价值和实用价值。优势价值主要表现在优化将建筑结构的安全与质量放在房屋建设的基础位置，应用先进的优化设计思想与技术对设计方案进行优化，降低施工成本，提高工程质量。实用价值表现在优化过程中综合考虑了各种因素，对建筑结构进行全面的优化，使建筑结构的功能与质量水平显著提高，节约建设成本。
2建筑结构设计优化方法需遵循的原则
2.1舒适性原则
建筑房屋本来就是人们的生活和居住的重要场所，其最终的目的就是满足用户的各种需要。因此在房屋结构设计中应用建筑结构优化方法，应遵循舒适性的原则。将用户的需求放在房屋设计的第一位，广泛的收集和总结各种用户对房屋设计的不同的功能需求，尽可能提高房屋建筑的服务功能。比如采用大开间的剪力墙结构设置，以方便用户日后对房屋进行分隔和改造。
2.2经济性原则
房屋结构设计要根据建设场地和用户的需求，确定房屋的层数、房屋设计的外观形状以及内部结构构造，并在满足安全性和舒适性的前提下，采用最佳的结构体系设计方案，严格规范房屋设计的相关标准，最大程度的降低材料损失，提高资源的利用率，以实现节约成本的目的。
2.3绿色环保性原则
现代社会追求经济建设与环境保护的和谐统一，在工程建设中引入了绿色建筑理念，并以绿色环保性原则作为各个行业生产发展的重要约束和规范条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，应始终遵循绿色环保的原则，选择环保型设计和建设材料，将保护环境纳入房屋结构设计方案中，提高设计人员的环保意识，突出环保设计的重点，最终实现房屋结构设计的绿色环保目标，以促进房屋结构设计的可持续发展。
3建筑结构设计的优化方法
建筑结构设计的优化主要包括房屋建筑结构使用期限与寿命的优化、优化建筑结构的局部与整体的优化、房屋建筑结构的上部结构设计优化、建筑结构的整体协调性优化及房屋建筑结构的地基基础优化。
3.1房屋建筑结构使用期限与寿命优化
建筑物的使用期限和寿命受施工质量的影响，在建筑结构设计优化中通过对施工中的每一个环节的具体情况和施工特点，优化设计方案，制定合适的优化方案，确保屋建筑结构的质量，提高经济效益。
3.2建筑结构的局部与整体优化
建筑结构的每一个大部分都是由小部分构成的，在进行建筑结构设计优化时一方面要优化整体结构的安装体系，使整体分为各小环节进行优化，把握协调好各小环节与整体之间的关系。重视整体优化在优化设计中的重要性。
3.3房屋建筑结构的上部结构设计优化
剪力墙结构布局的优化是房屋建筑结构的上部结构设计优化的重要优化目标。在优化时将房屋结构重心重叠与楼层刚度的重心，从而提高建筑物抗震能力。
3.4对桩基础及上部结构进行优化
桩基础：对于房屋建筑而言，桩基础有两种类型，其中，灌注桩在施工中的质量不好控制，操作比较复杂，若沉降符合相应标准，则进行预制桩施工。为了避免土壤对桩身的摩擦，应选取长度较大的预制桩。上部结构：对该工程上部结构建立了模型，并进行相应的优化，将剪力墙进行合理的布置，确保质量均匀，将楼层刚度中心点重合于同楼层的结构重心，减少外部荷载作用对建筑结构扭转影响。剪力墙中的暗柱施工应采用钢筋建材，这时可采用大开间的剪力墙构造，减少钢筋的使用数量。
3.5协调优化设计
为了实现造型美观、结构合理的目标，在设计时，结构要和整体平面紧密配合。布设柱和墙的过程中，应遵循房建平面功能，尽量保持一致，每个房间的开间和进深要保持统一，墙和柱不允许出现错位现象，每层的截面和高度要保持一致，不允许出现较大误差；设计楼梯时，应力应集中在转角区域，承重构件必须是高强度建材，选择材质较轻的建筑构件，降低自重，整体设计要保证刚心、重心等交叠，防止扭转出现。电梯房存在很多孔洞，需进行预埋的构件较多，因此，要对电梯房的强度进行单独的计算，确保设计合理和施工安全。该建筑的给排水专用空间要涉及大量机械设备，荷载强度较大，因此，可以将水泵设置在地下室区域。由于给排水空间的管道多，粗细情况不尽相同，在设计时，预留孔径深度及尺寸均要符合标准要求，加固楼板的穿孔位置。尽量避免管道贯穿梁柱，若有贯穿的现象，就要进行加固处理，并及时维护，使管道布设同管道体系相协调。
4建筑结构设计的优化方法应用分析
在建筑结构设计的优化方法在房屋结构设计中包括四方面。①确定建筑结构设计优化计算方法，首先分析建筑结构设计整体可靠度，确定各变量之间关系，确定合适的优化计算模型。②确定建筑结构设计的目标函数，根据各个变量之间的关系，确定目标函数，最后对目标函数进行求解，所获最优解即为最优优化方案。③对整个房屋结构进行施工流程优化设计，对施工流程优化的主要目的在于提高建筑结构整体安全可靠性，建立科学合理的最优优化计算方法，从而确定一个科学合理的综合结构分析程序。④对框架梁以及箍筋的间距的优化设计，一般来说，当箍筋为加密箍筋时，框架梁与箍筋间距不超过10cm；当箍筋为非加密的箍筋时，框架梁与箍筋间距不超过20cm。因此，在对建筑结构设计进行优化时要对箍筋与框架梁之间的距离进行合理优化，进一步达到对整体设计优化的效果。在设计过程中，当梁柱为非加密时，可以不考虑弯矩与剪力对结构设计的影响。
5结束语
总而言之，我国当前建筑工程项目建设领域正逐步向着高层，乃至超高层方向发展，词类建筑结构对建筑力学结构设计提出了更为严格与具体的要求。从这一角度上来说，设计人员必须在满足建筑物使用要求与质量的基础之上，对建筑结构设计方案进行不断优化与完善，以此为高层建筑质量水平的提升奠定基础。
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论文作者:金周
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/20
标签：结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 房屋论文; 方法论文; 结构论文; 设计方案论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;